【摘要】：受激拉曼散射是獲得新型波長(zhǎng)激光的一種重要手段,已成為激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。通過(guò)級(jí)聯(lián)拉曼,可使激光波長(zhǎng)往長(zhǎng)波方向拓展,獲得豐富的新波長(zhǎng)。此外,利用受激拉曼散射效應(yīng)結(jié)合二階非線性頻率變換技術(shù),可獲得可見(jiàn)波段激光輸出,在激光醫(yī)療、顯示等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。摻釹釩酸釔(Nd:YVO_4)晶體同時(shí)具有優(yōu)異的激光和拉曼性能,是優(yōu)秀的自拉曼晶體。本文利用半導(dǎo)體激光(LD)端面泵浦Nd:YVO_4晶體,分別開(kāi)展了a切和c切晶體的自拉曼級(jí)聯(lián)激光性能研究,以及利用自拉曼一階Stokes光泵浦二階非線性光學(xué)晶體的倍頻、和頻和光參量振蕩(OPO)激光研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.LD端面泵浦不同切向的Nd:YVO_4晶體,主動(dòng)選擇不同頻移的級(jí)聯(lián)拉曼,獲得不同波長(zhǎng)的Stokes激光輸出�；赾切Nd:YVO_4晶體,以1066nm波長(zhǎng)的激光作為基頻光,通過(guò)259cm~(-1)頻移級(jí)聯(lián)拉曼,實(shí)現(xiàn)1.1-1.2μm波段激光輸出。實(shí)驗(yàn)研究了泵浦光斑束腰在自拉曼晶體內(nèi)的位置、Q開(kāi)關(guān)重復(fù)頻率和占空比等參數(shù)對(duì)激光的影響。通過(guò)對(duì)各參數(shù)的優(yōu)化,在14.9W的泵浦功率和15kHz的重復(fù)頻率下,獲得平均功率為1W的激光輸出;通過(guò)259cm~(-1)和890cm~(-1)頻移共同參與的級(jí)聯(lián)拉曼,獲得1.2-1.3μm波段激光輸出。在17.1W的泵浦功率和10kHz的重復(fù)頻率下,獲得最大1.02W的激光輸出,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換效率和斜效率分別為6.0%和9.1%。基于a切Nd:YVO_4晶體,以1064nm波長(zhǎng)激光作為基頻光,通過(guò)890cm~(-1)頻移級(jí)聯(lián)拉曼,實(shí)現(xiàn)1.3μm波長(zhǎng)激光輸出。在17.1W和50kHz的重復(fù)頻率下,獲得最高輸出功率2.5W,轉(zhuǎn)換效率14.7%,斜效率23.7%。經(jīng)由259cm~(-1)和890cm~(-1)頻移參與的級(jí)聯(lián)自拉曼輸出的波長(zhǎng),有效的豐富了Nd:YVO_4晶體級(jí)聯(lián)自拉曼激光的波長(zhǎng)。2.利用a切Nd:YVO_4晶體1176nm一階Stokes光泵浦二階非線性變頻晶體實(shí)現(xiàn)拉曼光的倍頻、和頻和OPO。采用溫度相位匹配技術(shù),通過(guò)對(duì)LBO晶體溫度的控制,實(shí)現(xiàn)1176nm激光的倍頻以及1064nm和1176nm激光的和頻。在60kHz的重復(fù)頻率下,分別在314和362K的溫度下獲得獲得2.5W的588nm的黃光和1.8W的559nm的綠光;利用1176nm的拉曼光腔內(nèi)泵浦KTA晶體,通過(guò)拉曼效應(yīng)與OPO過(guò)程的結(jié)合獲得1.7μm波段激光輸出。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)合理的膜系設(shè)計(jì),成功抑制了1064nm到1.5μm的OPO轉(zhuǎn)換過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了1176nm的OPO轉(zhuǎn)換。在12.1W的泵浦功率下獲得1.2W的平均輸出功率,脈沖寬度約為11ns,對(duì)應(yīng)的OPO轉(zhuǎn)換效率約為10%。
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN24
【圖文】：

4BaWO4925 1.6 8.5 /SrWO4922 2.7 5 ~5GdVO4885 3.0 >4.5 ~1YVO4890 2.6 >4.5 ~1Ba(NO3)21047 0.4 11 ~0.4KGW 768 6.4 4.4 ~10受激拉曼散射受激拉曼散射效應(yīng)是一種非彈性散射過(guò)程，其主要過(guò)程如圖 1-1 所示。量子量為 hυp的光子入射到拉曼晶體上，經(jīng)散射后其量子能量變?yōu)?hυs，能量差 hυp-υs）=hυR則被材料吸收。圖 1-1 中，u 是分子的上能態(tài)（可能是實(shí)態(tài)或“虛”），i 和 f 分別為初始能態(tài)和終端能態(tài)（分子基能態(tài)的振動(dòng)能級(jí)）。理論上，材料的激發(fā)可能是純粹的電子激發(fā)，也可能是分子的振動(dòng)激發(fā)或者旋轉(zhuǎn)激發(fā)。率υs被稱為 Stokes 頻率，它低于入射光υp，υp與υs之差稱為拉曼頻移，是拉曼體具有的特征。

圖 2-1 a 切和 c 切 Nd:YVO4晶體的拉曼頻移譜線igure 2-1 The Raman shift of a- and c-cut Nd:YVO4cryst表 2-2 拉曼晶體 Nd:YVO4的參數(shù)Table 2-2 The parameters of Raman crystal Nd:YVO4晶體 波長(zhǎng) 拉曼頻移量 拉曼線寬 d:YVO41064nm ＞4.5cm/GW 2.9cm-1偏振性能研究體具有很強(qiáng)的偏振吸收及輻射特性。由于其平直于光軸的躍遷截面，所以至今報(bào)道的 a 切 N。最近山東大學(xué)于浩海等對(duì)摻釹釩酸鹽晶體及各類摻釹釩酸鹽晶體不同能級(jí)躍遷實(shí)現(xiàn) 0.9、較為成熟，但相關(guān)激光都以增益較強(qiáng)的π偏振為性的 Nd:YVO4晶體的偏振光譜，不但躍遷截面峰也存在著區(qū)別。比如其π偏振最強(qiáng)峰在 1064n

【參考文獻(xiàn)】

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1 邵振華;朱海永;葉彥林;段延敏;尉鵬飛;張棟;;LD端面抽運(yùn)Nd:YAP腔內(nèi)RTP-OPO1.65μm激光研究[J];紅外與激光工程;2015年05期

2 張o

本文編號(hào)：2715362